定義
將軸的角度位置或旋轉運動轉換為類比或數位訊號的機電裝置
主要功能
- 位置測量：精確測量角度位置
- 速度測量：計算旋轉速度
- 方向檢測：識別旋轉方向
- 加速度測量：速度變化率
核心優勢
- 高精度位置回饋
- 非接觸式測量(部分類型)
- 即時動態回應
- 長壽命、高可靠性
基本對比
| 特性 | 增量式 | 絕對式 |
|---|---|---|
| 位置資訊 | 相對位置，需參考點 | 絕對位置，無需參考 |
| 斷電後 | 失去位置，需重新歸零 | 保持位置，立即可用 |
| 啟動 | 需歸零程序 | 立即報告位置 |
| 輸出 | 脈衝計數(A/B/Z) | 唯一位置碼 |
| 複雜度 | 簡單 | 複雜 |
| 成本 | 較低 | 較高 |
| 通訊 | 單向(感測器→控制器) | 雙向序列通訊 |
應用選擇
增量式適用
成本敏感、簡單位置回饋、速度測量
絕對式適用
安全關鍵、斷電保持位置、多軸複雜定位
工作原理
- 旋轉圓盤附有均勻分布的刻線或磁極
- 感測器偵測刻線通過產生脈衝
- 產生A、B相位正交訊號(相位差90°)
- Z通道提供每轉一個參考脈衝
- 控制器計數脈衝數量與方向
輸出通道
A通道
B通道
Z通道
正交解碼
- 原理：A/B相位差90°形成正交訊號
- 方向：A領先B為正轉，B領先A為反轉
- 解析度：正交解碼可4倍增加解析度(4×編碼)
優勢與限制
優勢
簡單經濟、高速反應、易於整合、多種解析度可選
限制
需歸零程序、斷電失去位置、累積誤差可能
原理
測量電容變化，當物體接近感測面時電容改變觸發輸出
可檢測材料
- 非導電介質：塑膠、木材、玻璃
- 液體：水、油、化學品
- 顆粒/散裝物料：粉末、顆粒
- 金屬物體
主要應用
液位檢測
穿透非金屬容器壁
填充高度監測
即時監控填充狀態
物體檢測
PCB、晶圓、紙張堆疊
散裝物料檢測
粉末、顆粒狀物料
技術特色
- 感測距離：最高15mm(可穿牆檢測)
- 調整：電位器可調靈敏度
- 防護：IP65/IP67
- 外殼：金屬(黃銅鍍鎳)/塑膠
原理
利用光源與光電感測器，透過光栅圓盤的透光/遮光檢測旋轉
系統組成
LED光源
光栅圓盤
光電感測器陣列
訊號處理電路
工作過程
- LED發射光束穿過旋轉圓盤
- 圓盤刻線產生明暗變化
- 光電感測器接收並轉換為電信號
- 訊號處理產生A/B/Z或絕對位置碼
優勢與缺點
優勢
高解析度(最高40,000 PPR)、高精度(5-20 arcmin)、成熟可靠技術、多種輸出格式
缺點
易受污染(灰塵、油霧、水氣)、玻璃/塑膠圓盤易損壞、較高功耗(LED)、LED有壽命限制
應用：精密伺服系統、工具機、測量儀器
產品系列
超小型/小型
標準型
特殊設計
特殊功能
- qTeach® 無磨損磁性程式化
- IO-Link 數位通訊
- 雙輸出
- 線/點光束可選
創新技術
消除反射鏡，使用機器部件作為反射面的光柵技術
技術優勢
無反射鏡
消除故障源
快速安裝
無需對準反射鏡
降低成本
無反射鏡磨損與更換
免清潔
污垢堆積不影響功能
規格參數
- 標準版感測範圍：17mm 至 1900mm
- 透明物體版：最長1000mm
- 可靠的光柵原理
產品變體
應用領域
- 不同顏色/表面物體檢測
- 透明物體檢測
- 食品、包裝、製藥產業
三大技術比較
| 特性 | 光學 | 磁性 | 電容式 |
|---|---|---|---|
| 解析度 | 極高 | 中-高 | 高 |
| 精度 | 極高 | 中-高 | 高 |
| 抗污染 | 低 | 高 | 高 |
| 抗振動 | 中 | 高 | 高 |
| 溫度範圍 | 中 | 寬 | 寬 |
| 功耗 | 高 | 中 | 低 |
| 壽命 | 有限(LED) | 長 | 極長 |
| 尺寸 | 中 | 中-小 | 小 |
| 成本 | 中-高 | 低-中 | 中 |
| 磁場免疫 | 高 | 低 | 高 |
| 可程式化 | 否 | 否 | 是 |
選擇指南
光學適用
需極高精度與解析度、清潔環境
磁性適用
惡劣環境、低成本、堅固需求
電容式適用
平衡性能、可程式化、低功耗、長壽命
解析度 (Resolution)
定義：編碼器能檢測的最小移動量
增量式單位
PPR (Pulses Per Revolution)
或 CPR (Counts Per Revolution)
絕對式單位
位元數 (bits)
如 13-bit = 8192位置/圈
計算方式
- 角度解析度 = 360° / PPR
- 範例：1000 PPR → 0.36°/脈衝
- 正交解碼：CPR = 4 × PPR (A/B上升/下降緣)
解析度分類
精度 (Accuracy)
定義：編碼器讀值與實際位置的誤差
- 單位：角分(arcminute)或角秒(arcsecond)
- 轉換：1° = 60 arcmin = 3600 arcsec
- 高精度：<20 arcmin (0.3°)
- 超精度：5 arcsec (0.0014°) 精密型
影響因素
- 圓盤刻線均勻度
- 感測器品質
- 機械對心度
- 溫度影響
- 安裝誤差
工作原理
發射超音波(≥40 kHz)，測量回波時間檢測物體
獨特優勢
顏色無關
不受物體顏色、透明度、光澤影響
多材料檢測
可檢測固體、液體、顆粒、粉末
穿透檢測
穿透小孔口檢測
抗干擾
抗光學干擾，適合惡劣環境
產品系列
技術規格
| 參數 | 規格 |
|---|---|
| 感測距離 | 3mm 至 6000mm |
| 解析度 | <0.1mm 至 <2mm |
| 反應時間 | <0.5ms 至 <3000ms |
| 防護等級 | IP67, IP69(正面) |
使用限制：聲音吸收材料(泡棉、布料)會降低性能
產品類型
磁性接近開關
系列：MFFM, MFRM, MFVM
感測距離：最長60mm
應用：磁鐵位置獲取、穿牆檢測
氣缸感測器
系列：MZCK, MZTK
頻率：200 kHz
應用：氣缸活塞位置檢測
磁性旋轉編碼器
系列：MDRM, MDFM
功能：角度與旋轉方向
應用：精密角度測量
霍爾/速度感測器
系列：MHRM
頻率：0-15 kHz
應用：速度與旋轉方向檢測
安裝類型
- T型槽安裝：標準氣缸安裝方式
- C型夾安裝：圓形氣缸適用
- 直接安裝：機械固定式
精密機械開關
重複精度 <1 µm
應用：極精密定位
技術特色
- 高開關頻率(最高200 kHz)
- 穿牆檢測能力
- 無接觸磨損
- 適用各種氣缸尺寸
依材料類型
所有材料：光電式/超音波
透明物體：超音波 ⭐ / SmartReflect透明版
液體顆粒：電容式 ⭐ / 超音波
磁性：磁性感測器
依測量範圍
0-15mm 穿牆：電容式
mm-數米 中距：光電式/超音波
最長75m 長距：對射光電/雷射
依精度要求
快速反應 <0.05ms：雷射/光電
中等速度：超音波/電容式
依環境條件
多塵潮濕：超音波/電感式
洗淨環境：洗淨設計(IP68/69K)
食品製藥：衛生設計(EHEDG/FDA)
防爆區域：ATEX認證
依應用場景
高速檢測：雷射/光電
液位監測：電容/超音波
位置定位：光電/電感
計數：光電/光纖
主要應用類別
品質控制
組裝驗證：光電檢測零件存在
表面檢測：雷射/光電
計數與分揀：光柵/光電
透明物體：SmartReflect/超音波
位置定位
機械定位：電感式高精度
物料流控制：光電/超音波
氣缸位置：氣缸感測器
機器人導引：雷射/光電
液位檢測
液位監測：電容/超音波穿牆
填充高度：雷射/超音波即時
散裝料位：電容/超音波
透明液體：超音波不受影響
主要行業應用
汽車
組裝線物體檢測、焊接監測
電子
PCB檢測、元件定位
包裝
標籤檢測、填充控制、透明瓶檢測
食品/飲料
衛生設計、洗淨型、液位
製藥
潔淨室、衛生設計
物流
分揀系統、輸送帶控制
半導體
晶圓檢測、精密定位
完整產品線
- 完整產品線：增量/絕對、光學/磁性
- 解析度範圍：100 PPR 至 40,000 PPR、13-25 bit
- 多種介面：TTL/HTL、SSI、BiSS、現場匯流排
- 全行業覆蓋：標準/重載/衛生/防爆
可程式化創新
可程式化編碼器
靈活配置PPR、輸出、零點
減少庫存變化
一型多用
降低停機時間
快速更換配置
適應性強
終端用戶、批發商、系統整合商
品質可靠性
- 高精度：光學<10 arcmin、磁性持續改善
- 堅固設計：IP65/IP67/IP69K、耐衝擊100g
- 寬溫度範圍：-40°C 至 +100°C
- 長壽命：磁性/電容無LED磨損
- 認證齊全：SIL2/SIL3、ATEX、FDA
智慧連接
- 工業4.0：EtherCAT、IO-Link、PROFIBUS、CANopen
- 診斷功能：狀態監控、預測維護
- 遠程配置：減少現場調整時間
- 數據整合：無縫連接自動化系統
應用支援
- 專家諮詢：協助選擇最佳編碼器
- 完整文件：技術手冊、應用報告、3D CAD
- 配件系統：電纜、聯軸器、安裝配件
- 全球支援：39個子公司、19個國家